王 帅，芦 川，王延召，赵健信

（安阳钢铁股份有限公司制氧厂，河南安阳 455004）

1 引言

安阳钢铁股份有限公司制氧厂2#14000空压机由沈阳鼓风机厂生产，型号：D H-90,排气量73000m3/h，为单进气、双轴、齿轮式、四级等温离心式压缩机。由型号为T 7200-4/1430的电动机为其供能，通过齿式联轴器驱动增速器大齿轮，大齿轮驱动两侧平行配置的呈H型布置的两个从动小齿轮轴，转速（低速轴/高速轴）为：7142/9090r/m i n，一、二级叶轮和三、四级叶轮分别由两个小齿轮带动，每级叶轮在水平和垂直方向上各有一个测振点，四个叶轮分别对气体做功，气体经扩压流动后压力和温度均得到升高；同时气体在三个中间冷却器中进行冷却，以期最大限度达到等温压缩。机组结构图如图1所示。

图1 空压机结构图

2 故障现象

此台空压机自2001年投产以来运行基本正常，从2011年7月25日开始，三四级振动值不断升高，尤其是三四级水平方向的振动逐渐超过设计停车值。但因当时公司生产需要，不能临时停车检修，经厂专题会议讨论，决定暂时把振动联锁停车值调高到90μm，维持生产正常，如果期间四个振动值都超出了设计停车值，就必须停车检修。这种状态一直持续到9月12日停车检修。期间振动值变化情况如表1所示。

表1 振动值变化表 μm

3 原因查找

根据我厂实际情况和对本台设备的长期监测，对下列可能引起本台设备振动高的原因进行了分析和排查。

3.1 压缩机与电机轴对中

压缩机与电机轴对中不好是导致机组振动增大的直接原因，为了确保联轴器对中良好，用激光对中仪检查了电机与压缩机的对中情况，结果在常温20℃左右的情况下，发现压缩机与空压机对中情况没有问题，所以对中问题不是造成本台设备振动大的主要原因。本次对中数据和标准数据如表2所示。

表2 对中数据对比表 m m

3.2 中间冷却器析出的冷凝水

D H 90型空压机为等温型空气压缩机，要求各级的进口温度接近常温，这样能提高压缩机的空气流量。为了把高温气体冷却到常温，在一、二、三级的排气口各安装一台水冷却器。高温气体在冷却过程中，会产生冷凝水，可以通过疏水阀排除，但中间冷却器的排水方式不当或排水不及时，将会造成冷凝水积聚，积水在冷却器内增多后容易被气流夹带而对叶轮产生冲刷，也会加大机器振动。

检修中把机组级间换热器的排凝口加大，排凝管线改为不锈钢管线，确保级间换热器不会因排凝管线堵塞造成液击。通过采取上述改造措施后，叶轮的冲刷现象从根本上得到了解决。

处理后，果然起到了一定的效果。三四级振动有所下降，调整后的振动数据如表3。

表3 冷却器处理前后振动值对比表 μm

经过调整，振动值平均下调10μm。但调整后的数值仍然达不到要求，所以中间冷却器析出的冷凝水不是主要原因。

3.3 转子的动平衡故障

由于我厂周围环境较差，空气中的灰尘较多，设备经过长时间运行后，叶轮上会有一层较厚的积灰，影响转子动平衡。于是在设备拆卸后，对三四级转子做了动平衡试验，最终不平衡量为280m g，小于标准值430m g。从而排除了转子动平衡故障引起本台设备振动的因素。

3.4 齿轮副啮合精度差

齿轮传动要保证齿面有一定的接触面积和正确的接触位置，如果齿侧间隙过大或过小都将增加附加载荷，增加齿轮传动的磨损，从而导致振动增大。而轮齿接触面积不正确，也会造成局部应力集中，加速轮齿磨损，导致振动增大。本次设备停车后，首先用打表法对齿侧间隙进行了检查，齿侧间隙0.65 m m，在正常范围（0.51m m～0.84m m）之间，然后用涂色法检查了齿轮啮合迹线，啮合迹线沿齿宽方向均匀分布且接触面积大于标准（80%）。说明齿轮啮合精度差也不是引起本台设备振动大的主要因素。

3.5 轴瓦与轴颈的配合

轴瓦与转子的配合情况是影响机组稳定运行的重要原因，轴瓦与轴颈不能均匀接触以及轴瓦间隙过大和紧力过小都会导致轴承振动升高。我厂D H-90型空压机轴承为剖分式可倾瓦轴承，其中上瓦2个瓦块，下瓦3个瓦块，共5个瓦块。轴瓦示意图如图2。在检查三四级轴瓦与轴径的配合情况情况时发现三级轴承下瓦侧面标号为5的瓦块的厚度要比四级轴承相对应的瓦块厚度大出0.08m m，高于标准要求0.02m m，这样转子在运转中，转子两端水平方向的受力不均匀，直接导致了转子的振动增大，所以轴瓦与轴颈的配合应该是引起本台设备振动的主要因素。

图2 空压机轴瓦分布示意图

3.6 润滑油油质变差

油质不好很容易导致轴瓦积碳，从而导致轴瓦所形成的油膜不理想，使振动逐渐增加。由于该润滑油运行一年多未更换，经检查发现润滑油油质变差，各种理化指标已经有所改变，设备检修时也发现轴瓦上有黑色积碳，所以润滑油质差也应该是导致本套设备振动大的要因。

4 处理经过

经过分析，确定了转子与轴瓦配合不当和润滑油油脂变差为引起空压机三四级振动高的主要原因。2011年9月对以上两个原因进行了处理。

（1）将三级轴承厚度大的瓦块拆下，从备件瓦块中选择一个厚度与四级对应瓦块接近的瓦块，由于备件瓦块仍然比四级对应瓦块厚0.03m m，仍然高于标准要求0.02m m，于是将备件瓦块放在细砂纸上，对其瓦背打磨，使其与四级对应瓦块厚度差降至0.02m m后回装，回装后对轴瓦间隙和紧力重新进行了检测，以保证两副轴瓦与主轴配合良好。

（2）为了保证设备润滑系统的清洁，在轴承和油管进油箱前法兰处用120目～200目的不锈钢网对润滑系统内杂质进行了过滤，然后将润滑油全部更换为新油。

5 处理结果

经过处理，9月22日顺利开车，开车后振动值一直比较正常。检修前后振动数据如表4所示。

表4 检修前后空压机三四级振动对比表 μm

6 结束语

对本台设备振动原因进行分析和对症处理后，从表4可以看出，此空压机三四级振动明显下降，且振动值远低于设计停车值，为机组安全运行提供了有力保障。本次检修也为此型号空压机的同类故障提供了一定的借鉴。

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